用于制造液晶偏振全息元件的系统和方法与流程

本公开总体上涉及系统和方法，并且更具体地，涉及用于制造液晶偏振全息元件的系统和方法。

背景技术：

1、液晶偏振全息(liquid crystal polarization hologram，“lcph”)是指液晶设备和偏振全息图元件的交叉。在过去的几十年里，液晶显示器(liquid crystal display，“lcd”)已经成长为价值万亿美元的产业，是液晶设备最成功的示例。lcd行业在规模化制造方面进行了巨大的投资，从低端2.5代(g2.5)生产线到高端10.5+代(g10.5+)生产线，来满足市场对显示器的需求。然而，lcd行业最近面临着来自有机发光二极管(organic lightemitting diode，“oled”)、电子纸和其它新兴显示技术的竞争，这已经使得lcd行业的增长速度变得平缓，并导致大量早期的产能过剩。这为重新利用lcd闲置产能和现有供应链来制造以偏振全息元件为特征的新型液晶(lc)光学设备提供了机会。

2、lcph具有诸如厚度小(～1μm)、重量轻、紧凑、高效等特点。因此，lcph在光学设备和光学系统应用(例如近眼显示器(near-eye display，“ned”)、平视显示器(head-updisplay，“hud”)、头戴式显示器(head-mounted display，“hmd”)、智能手机、膝上型计算机或电视等)中获得了越来越多的关注。例如，lcph可以用于解决调节-聚散冲突、在空间受限的光学系统中实现薄而高效的眼动追踪和深度感测、开发用于成像的光学组合器、校正色差以提升紧凑型光学系统中的折射性光学元件的图像分辨率、以及提高光学系统的效率并减小光学系统的尺寸。

技术实现思路

1、根据本公开的公开实施例，提供了一种系统。该系统包括光输出元件，该光输出元件被配置成输出第一光束，该第一光束从光束干涉区域的第一侧朝向光束干涉区域传播。该系统还包括反射组件，该反射组件被配置成反射该第一光束以作为第二光束返回，该第二光束从该光束干涉区域的第二侧朝向该光束干涉区域传播。该第一光束和该第二光束在该光束干涉区域内彼此干涉以产生偏振干涉图案。

2、可选地，该第一光束的第一波前与该第二光束的第二波前基本匹配。

3、可选地，该第一光束和该第二光束是具有相同旋向性的偏振光束。

4、该反射组件可以可选地包括反射器。

5、该反射组件可以可选地包括波片。

6、可选地，该系统还包括透镜组件，该透镜组件设置在该光输出元件与该反射组件之间。

7、可选地，该透镜组件包括透镜和衬底。可选地，该衬底被配置成支承记录介质层，该记录介质层设置在该光束干涉区域内以用于记录该偏振干涉图案，并且可选地，该透镜设置在该衬底与该光输出元件之间。

8、可选地，该透镜组件包括第一透镜和第二透镜。可选地，该第二透镜被配置成支承记录介质层，该记录介质层设置在该光束干涉区域内以用于记录该偏振干涉图案，并且可选地，该第一透镜设置在该第二透镜与该光输出元件之间。

9、可选地，该透镜组件包括透镜，该透镜被配置成支承记录介质层，该记录介质层用于记录该偏振干涉图案。

10、该透镜组件可选地是会聚透镜组件，并且该反射组件包括具有平坦反射表面的反射器。

11、可选地，该反射器设置在该透镜组件的焦平面上或附近。

12、可选地，该透镜组件是发散透镜组件，并且该反射组件包括具有弯曲反射表面的反射器。

13、可选地，该透镜组件包括透射型空间光调制器(spatial light modulator，slm)，并且该反射组件包括反射型空间光调制器(slm)。

14、根据本公开的另一个方面，提供了一种方法。该方法包括引导第一光束穿过光束干涉区域朝向反射组件传播。该第一光束从该光束干涉区域的第一侧朝向该光束干涉区域传播。该方法还包括通过反射组件反射第一光束以作为第二光束返回该光束干涉区域。该第二光束从该光束干涉区域的第二侧朝向该光束干涉区域传播。该第一光束和该第二光束在该光束干涉区域内彼此干涉以产生偏振干涉图案。

15、可选地，该第一光束的第一波前与该第二光束的第二波前基本匹配。

16、可选地，该第一光束和该第二光束是具有相同旋向性的偏振光束。

17、可选地，该方法还包括引导该第一光束穿过透镜组件朝向该反射组件传播。

18、可选地，该方法还包括将设置在光束干涉区域内的记录介质层暴露于该偏振干涉图案，以记录该偏振干涉图案。

19、可选地，该记录介质层包括表面光配向材料。

20、可选地，在该记录介质层中记录该偏振干涉图案之后，该方法还包括在该记录介质层上形成双折射介质层。

21、可选地，该记录介质层包括体光配向材料，并且将设置在该光束干涉区域内的该记录介质层暴露于偏振干涉图案包括在该体光配向材料中记录该偏振干涉图案。

22、本领域技术人员根据本公开的说明书、权利要求书和附图可以理解本公开的其它方面。前面的概括性描述和下面的详细描述仅是示例性和说明性的，而不是对权利要求书的限制。

技术特征：

1.一种系统，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一光束的第一波前和所述第二光束的第二波前基本匹配。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一光束和所述第二光束是具有相同旋向性的偏振光束。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述反射组件包括反射器和/或波片。

5.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述透镜组件包括透镜和衬底，所述衬底被配置成支承记录介质层，所述记录介质层设置在所述光束干涉区域内以用于记录所述偏振干涉图案，并且所述透镜设置在所述衬底与所述光输出元件之间；或者

7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述透镜组件包括透镜，所述透镜被配置成支承记录介质层，所述记录介质层用于记录所述偏振干涉图案。

8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述透镜组件是会聚透镜组件，并且所述反射组件包括具有平坦反射表面的反射器；

9.根据权利要求5所述的系统，其中，所述透镜组件包括透射型空间光调制器(“slm”)，并且所述反射组件包括反射型slm。

10.一种方法，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一光束的第一波前和所述第二光束的第二波前基本匹配。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一光束和所述第二光束是具有相同旋向性的偏振光束。

13.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：

14.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中，

技术总结
一种系统包括光输出元件，该光输出元件被配置成输出第一光束，该第一光束从光束干涉区域的第一侧朝向该光束干涉区域传播。该系统还包括反射组件，该反射组件被配置成反射该第一光束以作为第二光束返回，该第二光束从该光束干涉区域的第二侧朝向该光束干涉区域传播。该第一光束和该第二光束在该光束干涉区域内彼此干涉以产生偏振干涉图案。

技术研发人员：李昀翰,王梦霏,斯蒂芬·崔,吕璐,涂醒洲
受保护的技术使用者：元平台技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16